小鼠提示人类耳聋的新线索

方*超

据《每日科学》-在华盛顿大学圣路易斯医学院的研究人员已经确定了小鼠内耳正常发育所需的基因，为耳聋提供了线索。
在人类中，这个基因被称作FGF20,它位于基因组中的一个区域内，该区域与别的一些健康家庭中遗传性耳聋相关。
“当我们在小鼠体内失活FGF20后，我们看到他们活着并且很健康说，”通讯作者David M. Ornitz,医学博士，发育生物学教授。“但后来我们发现，这些小鼠完全没有听力能力。”
在线发表于1月3日PLoS Biology杂志上的结果显示，失活该基因导致外层毛细胞的丧失，外层毛细胞是一种位于内耳的特殊类型的感觉细胞，负责声音的放大。在缺失FGF20基因的小鼠体内，约三分**的外层毛细胞丢失了，内层毛细胞（负责将放大的信号传送到大脑）数量显示正常。
“这是内毛细胞和外毛细胞彼此***发育的第一个证据，”第一作者博士后研究助理Sung-Ho Huh博士说。 “这是非常重要的，因为大多数年龄相关的和噪音引起的听力损失都是由于外毛细胞的损失所致。”
因此，Ornitz和Huh推测，FGF20信号将是迈向哺乳动物中外毛细胞再生所必需的一步，哺乳动物是脊椎动物中唯一一类不具有听力恢复的专长。
“鸟类，事实上，除了哺乳动物以外的所有脊椎动物都具有毛细胞的再生能力，”共同作者耳鼻喉科教授Mark E. Warchol博士说。“了解哺乳动物从其他动物的不同，是一个极具兴趣的课题。”
FGF20基因，编码一个被称为成纤维细胞生长因子蛋白家族中的一员。在一般情况下，这个家庭的成员在胚胎发育、组织维修和伤口愈合中发挥着重要和广泛的作用。
远不止一个简单的开启或关闭开关，Ornitz和他的同事发现，FGF20信号（或化学等价物，FGF9）必须在胚胎发育的第14天或之前开启，以产生正常的内耳。 如果FGF20或FGF9信号在15天或以后开启，内耳仍不能正常发育。
“在小鼠中，可以发育成外毛细胞的前体细胞，必须在早期阶段暴露于FGF20蛋白，”Ornitz说。 “在胚胎发育第14天之后，是否暴露于这个蛋白就已经不重要了。对于它们变成外毛细胞来说，已经太迟了。”
这个关键的时间点在其他脊椎动物中不存在，在其整个生命周期中保持形成新的毛细胞的能力。FGF20是否在再生中发挥作用，仍然是一个悬而未决的问题。
“我们实际上正在做这些实验，”Warchol说， “但是，FGF20已表明涉及其他种类的再生过程如斑马鱼鳍的再生。”
Ornitz和他的同事发现的证据表明，FGF20突变可能在人类耳聋中发挥了作用。 一个名为DFNB71的遗传区域已被证明与一些家庭的先天性耳聋相关。
“而FGF20恰好位于该区域的中心，”Ornitz说。 “根据我们的工作，我们推测，这些家庭的FGF20基因可能存在一些类型的突变。虽然目前还没有找到，但贝勒医学院的一个研究小组正在对基因组的这个区域测序以寻找FGF20基因的突变。”